برگ‌های گیاهان ممکن است بی‌ادعا به نظر برسند، اما زیر سطوح براق آن‌ها یک کشف شگفت‌انگیز نهفته است: آن‌ها پوشیده از انواع مختلفی از مولکول‌های RNA (اسید ریبونوکلئیک) هستند.
این کشف توانایی تغییر درک ما از زیست‌شناسی گیاهان و تعاملات آن‌ها با محیط را دارد.
مطالعه‌ای که توسط “لوسیا بورنیگو” و “مینوسینگلا-راستوگی”، پژوهشگران پسادکترا در دانشگاه ایندیانا بلومینگتون، به همراه “راجر اینس”، استاد زیست‌شناسی، انجام شده است، دیدگاه جدیدی درباره روابط پیچیده میان گیاهان و میکروب‌ها ارائه می‌دهد.
راجر اینس بیان کرد:
«آنچه ما را در مورد این کشف هیجان‌زده می‌کند، این است که نشان می‌دهد گیاهان ممکن است میکروبیوم‌های خود را تا حدودی با تنظیم بیان ژن در میکروب‌ها از طریق دخالت RNA میان‌قلمرویی (RNAi) کنترل کنند.»
کشفی انقلابی: RNA گیاهی روی سطوح برگ‌ها
RNA یک مولکول شکننده است که معمولاً خارج از سلول به سرعت تجزیه می‌شود، مگر اینکه محافظت شود. با این حال، این مطالعه نشان می‌دهد که گیاهان RNA قابل استفاده‌ای را روی سطوح برگ‌های خود ترشح می‌کنند که به طرز شگفت‌انگیزی پایدار باقی می‌ماند.
این کشف نشان می‌دهد که RNA تولید شده توسط گیاه ممکن است مستقیماً بر جوامع میکروبی روی سطوح برگ‌ها تأثیر بگذارد و از طریق فرآیند دخالت RNA میان‌قلمرویی، بیان ژن میکروب‌ها را تنظیم کند.
راجر اینس توضیح داد:
«تنها اخیراً مشخص شده است که RNAهای تولید شده توسط یک موجود زنده می‌توانند توسط موجود زنده دیگری جذب شوند و سپس با RNAهای موجود در موجود گیرنده جفت شوند.»
نقش RNA و پلی‌ساکاریدها در گیاهان
تیم پژوهشی دریافتند که مقادیر زیادی از RNAها روی سطوح برگ‌های گیاه آرابیدوپسیس تالیانا وجود دارد.
این RNAها احتمالاً به دلیل تشکیل ترکیباتی با پلی‌ساکاریدهایی مانند پکتین پایدار بودند.
پکتین، به عنوان بخشی از دیواره سلولی گیاه، نقش محافظتی ایفا می‌کند و موجب می‌شود مولکول‌های RNA خارج از سلول‌های گیاهی دوام بیاورند.
چرا این موضوع اهمیت دارد؟ چشم‌انداز کلی
این پژوهش نشان می‌دهد که RNA محیطی می‌تواند در میکروبیوم‌های دیگر موجودات از جمله انسان نیز نقش داشته باشد. به عنوان مثال، RNAهای ترشح شده توسط سلول‌های روده ما ممکن است بر جوامع میکروبی داخل روده تأثیر بگذارند.
تصور کنید که RNAهای موجود روی سبزیجاتی که مصرف می‌کنید، بتوانند ترکیب میکروبیوم روده شما را تحت تأثیر قرار دهند و سلامت شما را تغییر دهند.
کاربردهای بالقوه در کشاورزی و پزشکی
اگر گیاهان بتوانند از RNA برای تأثیرگذاری بر جوامع میکروبی استفاده کنند، کشاورزان ممکن است در آینده بتوانند این توانایی را برای بهبود سلامت محصولات کشاورزی به کار گیرند.
در حوزه پزشکی نیز، درک نحوه تأثیر RNA بر میکروبیوم‌ها می‌تواند به درمان‌های جدید منجر شود.
نیاز به پژوهش‌های بیشتر
در حالی که این مطالعه بینش‌های ارزشمندی ارائه می‌دهد، سوالات جدیدی را نیز مطرح می‌کند:
- RNAهای خاص چگونه بر بیان ژن میکروب‌ها تأثیر می‌گذارند؟
- چه میکروب‌هایی بیشتر به دخالت RNA حساس هستند؟
- چه عواملی بر پایداری RNA در سطوح گیاه تأثیر می‌گذارند؟
نگاهی به پیچیدگی طبیعت
این کشف به ما یادآوری می‌کند که طبیعت چقدر پیچیده است. پایداری RNA روی سطوح گیاه و توانایی آن در شکل دادن به جوامع میکروبی، نشان‌دهنده سازوکارهای ژنتیکی پنهانی است که هنوز به‌طور کامل درک نشده‌اند.
تیم پژوهشی و همکاری‌ها
این پژوهش با همکاری دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا دیویس و مرکز علوم گیاهی دانفورث انجام شده و در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
